Contribution of Different Organs to Grain Filling in Durum Wheat under Mediterranean Conditions I. Contribution of Post‐Anthesis Photosynthesis and Remobilization

Under Mediterranean conditions, drought affects cereals production principally through a limitation of grain filling. In this study, the respective role of post‐anthesis photosynthesis and carbon remobilization and the contribution of flag leaf, stem, chaff and awns to grain filling were evaluated under Mediterranean conditions in durum wheat (Triticum turgidum var. durum) cultivars. For the purpose, we examined the effects of shading and excision of different parts of the plant and compared carbon isotope discrimination (Δ) in dry matter of flag leaf, stem, chaff, awns and grain at maturity and in sap of stem, flag leaf, chaff and awns, this last measurement providing information on photosynthesis during a short period preceding sampling. Source–sink manipulations and isotopic imprints of different organs on final isotope composition of the grain confirmed the high contribution of both carbons assimilated by ears and remobilized from stems to grain filling, and the relatively low contribution of leaves to grain filling. Grain Δ was highly and significantly associated with grain yield across treatments, suggesting the utilization of this trait as an indicator of source–sink manipulations effects on grain yield. Chaff and awns Δ were better correlated with grain Δ than stem and leaf Δ, indicating that chaff were more involved in grain filling than other organs. Moreover, in chaff, sap Δ was highly significantly correlated with dry matter Δ. These results suggest the use of Δ for a rapid and non‐destructive estimation of the variation in the contribution of different organs to grain filling.     

基于纳米碳添加的减量施肥模式对寒地水稻产量及氮肥效率的影响

为解决减量施肥造成北方寒地水稻肥料供给不足和产量低的问题,以纳米碳增效剂为材料,采用仪器快速检测和植株常规测定分析方法,研究纳米碳添加的常规施肥和减量施肥模式对水稻产量性状和肥料利用效率的影响。结果表明：与常规施肥(CK)相比,纳米碳添加的常规施肥模式(SM-A)、减施氮肥10%(SM-B)和减施氮肥20%(SM-C)对水稻植株形态特征、光合生理特性、产量性状和肥料利用效率产生显著的影响,其中以SM-B增幅最大,SM-A次之,SM-C最小;SM-A、SM-B和SM-C增加经济效益分别为563.56、1374.20和-1391.08元/hm ²,以SM-B增效值最高。本研究表明,SM-B能改善生育期光合生理特性,提高植株产量和肥料利用效率,是寒地水稻较为理想的减量施肥安全利用模式。     

稻田土壤养分特性对不同耕作方式的生态响应

为深入了解耕作措施对稻田耕层土壤的作用效果,笔者在前人研究结果的基础上综述了免耕、翻耕等不同耕作方式对稻田土壤物理性质包括容重、孔隙度、团聚体、水分、温度,土壤化学性质如氮、磷、钾、有机质和微量元素含量以及土壤生物学特性包括微生物、酶活性的影响,分析了不同稻作措施的优缺点。最后对稻田耕层的合理调控提出因地制宜,依据当地的气候、土壤条件、栽培模式选择合理的耕作方式;合理轮耕,免耕、翻耕和旋耕交替运作;配施绿肥和有机肥;推行节水稻作模式等建议。     

干旱区不同降雨模式对藻结皮覆被区土壤碳释放的影响

[目的]探究干旱区不同降雨模式对藻结皮覆被区土壤碳释放的影响,为精确估算干旱区生态系统土壤碳释放量提供科学依据。[方法]以乌兰布和沙漠为例,通过人工增雨和改变降雨频率来模拟全球气候变化,对藻结皮覆被区土壤碳释放量进行长期野外监测。[结果]降雨能够刺激藻结皮覆被区土壤呼吸速率迅速大幅度提升,并在1 h内达到峰值,12 h左右降至较低水平。但随着干湿交替次数的不断增大,土壤再湿润后所产生的呼吸脉冲逐渐减弱,最后1次降雨与第1次相比土壤呼吸峰值降低了40%～60%。在降雨后16 h累积碳释放量、总碳释放量都随着降雨量的增大而增大,但当降雨量增大到一定程度后,其对土壤碳释放量的促进作用不再明显。就单次降雨而言,低频率、大雨量的降雨事件所引起的碳释放量明显高于高频率、小雨量的降雨事件。但总降雨量一致的情况下,则是高频率的小降雨事件所释放的总碳量最高,其次为低频率的大降雨事件,正常降雨频率下最小。[结论]气候变化所引起的降雨量增加和降雨频率的变化将会增加藻结皮覆被区的碳排放量,在预测碳收支时,也应将藻结皮的碳排放量变化作为考虑因素之一。     

Soil organic carbon stock variability in the Northern Gangetic Plains of India: interaction between agro‐ecological characteristics and cropping systems

Soil organic carbon (SOC) content and its spatial distribution in the Northern Gangetic Plain (NGP) Zone of India were determined to establish the cause–effect relationship between agro‐ecological characteristics, prevailing crop management practices and SOC stock. Area Spread Index (ASI) approach was used to collect soil samples from the NGP areas supporting predominant cropping systems. Exponential ordinary kriging was found most suitable geo‐statistical model for developing SOC surface maps of the NGP. Predicted surface maps indicated that 43.7% area of NGP had 0.5–0.6% SOC, while the rest of the area was equally distributed with high (0.61–0.75%) and low (< 0.5%) SOC content levels. Averaged across cropping systems, maximum SOC content was recorded in Bhabar and Tarai Zone (BTZ), followed by Central Plain Zone (CPZ), Mid‐Western Plain Zone (MWPZ), Western Plain Zone (WPZ) and South‐Western Plain Zone (SWPZ) of the NGP. The SOC stock was above the optimum threshold (> 12.5 Mg/ha) in 97.8, 57.6 and 46.4% areas of BTZ, CPZ and MWPZ, respectively. Only 9.8 and 0.4% area of WPZ and SWPZ, respectively, had SOC stock above the threshold value. The variation in SOC stock was attributed largely to carbon addition through recycling of organic sources, cropping systems, tillage intensity, crop or residue cover and land‐use efficiency, nutrient‐use pattern, soil texture and prevailing ecosystem. Adoption of conservation agriculture, balanced use of nutrients, inclusion of legumes in cropping systems and agro‐forestry were suggested for enhancing SOC stock in the region.     

不同基质活性炭对阿特拉津吸附特性研究

为了解决阿特拉津给土壤带来的污染问题以及寻找吸附效果较好的活性炭基质,本研究利用高效液相色谱(HPLC)技术检测了阿特拉津溶液和悬浮液经煤、木、果和竹质4种生物炭处理后的残留量,并对其在阿特拉津溶液和土壤中的吸附动态进行检测。结果表明,煤质活性炭对初始浓度为100 mg/L和10 mg/L的阿特拉津溶液和悬浮液的吸附效果较好,其吸附率为5.651%~68.42%;当阿特拉津初始浓度为100 mg/L时,煤质活性炭在40 min时对阿特拉津溶液的吸附率高达23.49%;与对照组相比,当阿特拉津的初始浓度为100 mg/L时,土壤中阿特拉津经煤质活性炭处理42天后的残留浓度最低,活性炭吸附率达到91.39%。综上,煤质活性炭能有效降解溶液及土壤中阿特拉津含量,这将为阿特拉津污染土壤的改良研究奠定基础。     

川西高山树线交错带海拔梯度上土壤有机碳稳定性特征

高山树线交错带是高海拔地带对环境变化最为敏感的生态系统之一，土壤有机碳库及其稳定性在生态系统变化中具有显著指示作用。通过物理-化学方法对土壤不同活性有机碳进行连续分级分离，研究土壤有机碳不同组分在海拔环境梯度下分布特征及稳定性。结果表明，高山树线交错带土壤有机碳主要集中在物理分级组分（≥0.02 mm），且粒径越大有机碳含量越高，即主要以颗粒态有机碳形式存在，占比均高于98%；在<0.02 mm有机-无机复合体中有机碳采用化学分级分离，这部分有机碳占比低于土壤总有机碳2%，且主要以腐殖质（胡敏素）形式存在（占土壤总有机碳0.6%~0.8%），腐殖质占有机碳比例远低于一般土壤；随着海拔升高，土壤有机碳总量上升，颗粒态有机碳（物理分级组分）比例升高，胡敏素类腐殖质比例下降。因此，川西高海拔树线交错带的高寒土壤有机碳，主要以不稳定有机碳（POC）形式存在，随着温度上升（海拔降低）将导致土壤矿质化和腐殖化加剧，有机碳总量下降，土壤不稳定性组分（物理分级组分）降低，土壤稳定性（腐殖化比例）上升。     

不同原料好氧堆肥过程中碳转化特征及腐殖质组分的变化

为探讨不同畜禽粪便（牛粪和羊粪）为主料，添加不同作物秸秆（玉米秸秆和小麦秸秆）为辅料在堆肥过程中的碳转化特征及腐殖质组分的变化规律，采用条垛式好氧堆肥研究了不同原料组合（T1：牛粪+玉米秸秆；T2：牛粪+小麦秸秆；T3：羊粪+玉米秸秆；T4：羊粪+小麦秸秆）在堆肥过程中总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）和腐殖酸含量的碳转化特征以及胡敏酸（HA）和富里酸（FA）的含量变化规律。结果表明：所有处理的TOC含量随堆肥过程的推进而下降，至堆肥结束时T1~T4处理的TOC含量分别下降了22.1%、21.5%、23.6、23.7%；DOC含量也随堆肥过程的推进而降低，至堆肥第15天时降低至最低，T1~T4处理分别降低至6.57、5.47、4.73 g·kg^-1和4.93 g·kg^-1，但不同处理的变化规律明显不同：以牛粪为主料的T1和T2处理在第10天以前几乎无变化，而以羊粪为主料的T3和T4处理从一开始就迅速下降至最低值，至堆肥第15天时T1~T4处理的降幅分别为32.4%、36.5%、51.8%和39.3%；总腐殖酸(THA)含量的增加始于堆肥的第10天，第15天时达到最高值，最高值分别为25.5%、22.5%、29.8%和30.0%，整个堆肥过程中T3和T4处理显著高于T1和T2处理（P＜0.05）。随堆肥过程的推进，游离腐殖酸(FHA)含量逐渐降低，堆肥结束时降幅为7.6%~18.0%； HA含量逐渐增加，至堆肥结束时增幅为65.4%~197.8%，堆肥过程提高了胡敏酸态碳。T3和T4处理的FHA和HA含量在整个堆肥过程中始终高于牛粪组合T1和T2处理。FA含量随堆肥进程推进逐渐下降，至堆肥结束时降幅为44.9%~54.9%。羊粪中较高含量的纤维素、半纤维素和HA可能是堆肥产品中THA和HA含量较高的主要原因，在以牛粪为主料的堆肥配料中适当加入羊粪可以提高堆肥产品的腐殖酸含量和胡敏酸态碳。     

一种国外野生沉香的生物活性和化学成分研究

研究一种国外野生沉香乙醚提取物的生物活性并分析其化学成分，为国外野生沉香的进一步研究和开发利用 提供一定的基础。采用乙醚浸提法提取沉香，对提取物分别用 MTT 法、Ellman 法、pNPG 法和贝曼漏斗法进行细胞毒、 乙酰胆碱酯酶抑制、α-葡萄糖苷酶抑制和杀全齿复活线虫活性测试，利用 GC-MS 分析提取物化学成分。结果表明，该 提取物对 5 株人体肿瘤细胞、乙酰胆碱酯酶、α-葡萄糖苷酶和全齿复活线虫均表现出一定的生物活性。GC-MS 检测鉴 定了其中的 26 个化合物，相对含量为 57.39%，包括 23 个倍半萜类成分，相对含量为 56.72%，1 个 2-(2-苯乙基)色酮 类成分，相对含量为 0.35%。本次对此种国外野生沉香的生物活性和化学成分研究，发现沉香乙醚提取物具有杀线虫 的活性，为更好地开发沉香的药用价值提供了一定的科学依据。     

拟康宁木霉Tk1的分离鉴定、拮抗作用及其生物学特性

为了分离利用高效植物病害生物防治菌株，从广东药用植物金丝皇菊根部分离获得一株木霉菌株Tk1。经过形态观察、rDNA-ITS和EF-1α序列分析明确其为拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis。用平板对峙培养法测定，该菌株对金丝皇菊枯萎病菌（尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum）和柑橘炭疽病菌（胶胞炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides）的抑制率分别为68.5%和77.1%，且在后期能完全覆盖或部分覆盖病原真菌。其无菌发酵液对金丝皇菊枯萎病菌的抑制率为45.55%。该菌株营养生长和产孢的最适碳源分别为乳糖和葡萄糖，最适氮源是酵母膏；在pH 4~11的培养基上均可生长、产孢，最适pH为7；12 h交替光照条件下菌丝的生长速度最快，全光照条件下产孢数量最大；该菌株的致死温度为73℃处理10 min。